基于微加工铯蒸气池的自由感应衰减磁场成像

磁场成像是信号源定位与表征的宝贵手段。本工作报道了一种基于自由感应衰减（FID）协议的光泵磁力计（OPM），其采用微加工铯（Cs）蒸气池技术来可视化由放置在池附近的各种磁源产生的磁场分布。Cs 原子在氮气（N$_{2}$）缓冲气体存在下的缓慢扩散使得能够通过将 $175\,\mu$m 探测光束在传感区域内平移，在同一蒸气池内进行空间独立的测量。例如，该 OPM 被用于记录时间与空间信息以重建一维与二维磁场分布。最优磁力计灵敏度估计为 0.43$\,\mathrm{pT/\sqrt{Hz}}$，位于 $500\,$Hz 的奈奎斯特受限带宽内。此外，该传感器的动态范围超过约 $50\,\mu$T 的地磁场，这为在非屏蔽环境中的磁场成像提供了框架。